雷达单脉冲多普勒频率测量方法、装置和计算机设备

本技术涉及雷达，特别是涉及一种雷达单脉冲多普勒频率测量方法、装置和计算机设备。

背景技术：

1、现有的雷达波形测速采用多脉冲相参测量多普勒频率的方式完成，该方式存在最大不模糊测速能力与最大不模糊测距能力矛盾的问题，即当测速量程要求比较大时必须采用高重频波形避免测速模糊，但高重频波形带来的结果是测距量程小、容易产生测距模糊。因此，在实际工程运用中常多采用不同重频脉冲组的方式分别完成测距、测速，这限制了雷达的测距测速能力和跟踪目标的能力。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种雷达单脉冲多普勒频率测量方法、装置和计算机设备。该方法可实现雷达解决传统雷达多脉冲测速技术中最大不模糊测速能力与最大不模糊测距能力矛盾的问题，实现雷达单脉冲、大量程、高精度测速，同时该方法可完成高速移动通信中多普勒频率高精度测量，实现高精度频域均衡。

2、一种雷达单脉冲多普勒频率测量方法，该方法包括：

3、根据多普勒频率测量的最大量程、精度要求、采样率以及波形带宽限制，确定波形的时域长度、耦合部分序列长度、非耦合部分序列长度。

4、根据耦合部分序列长度，调制生成耦合部分序列和耦合部分匹配副本。

5、根据非耦合部分序列长度，调制生成非耦合部分序列和非耦合部分匹配副本。

6、根据带宽设置对耦合部分序列和非耦合部分序列进行ofdm调制，生成时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形。

7、对时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形进行处理，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并经过发射天线辐射出。

8、通过接收天线接收时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并进行处理，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体中频接收数字波形。

9、分别利用耦合部分匹配副本和非耦合部分匹配副本与时间-多普勒频率耦合矛盾体中频接收数字波形进行匹配滤波、相关处理，得到时间-多普勒频率的耦合信息和非耦合信息。

10、根据耦合信息和非耦合信息的差异性，确定时间-多普勒频率耦合矛盾体波形受到的多普勒调制频率值。

11、在其中一个实施例中，根据多普勒频率测量的最大量程、精度要求、采样率以及波形带宽限制，确定波形的时域长度、耦合部分序列长度、非耦合部分序列长度为：

12、；

13、；

14、；

15、其中，为时域长度，为耦合部分序列长度，为非耦合部分序列长度，为多普勒频率测量的最大量程、为精度要求、为采样率、为波形带宽限制。

16、在其中一个实施例中，根据耦合部分序列长度，调制生成耦合部分序列和耦合部分匹配副本，包括：

17、根据耦合部分序列长度，调制生成长度为耦合部分序列长度的zadoff-chu序列作为耦合部分序列；耦合部分序列为：

18、；

19、其中，为耦合部分序列，为耦合部分序列长度。

20、设置调制子载波间隔和起始频率；从处开始至对耦合部分序列进行ofdm调制，并在关于对称处对耦合部分序列的共轭序列进行ofdm调制，得到耦合部分匹配副本；其中，为采样率，为多普勒频率测量的最大量程，为精度要求，为波形带宽限制，为起始频率。

21、在其中一个实施例中，根据非耦合部分序列长度，调制生成非耦合部分序列和非耦合部分匹配副本，包括：

22、根据非耦合部分序列长度，产生两个长度为非耦合部分序列长度的非耦合序列分别作为实部序列和虚部序列。

23、根据实部序列和虚部序列，得到非耦合部分序列为：

24、；

25、其中，为非耦合部分序列，为实部序列，为虚部序列，为虚数符号。

26、设置调制子载波间隔和起始频率；从第处开始至对非耦合部分序列进行ofdm调制，并在关于对称处对非耦合部分序列的共轭序列进行ofdm调制，得到非耦合部分匹配副本；其中，为采样率，为多普勒频率测量的最大量程，为精度要求，为波形带宽限制，为起始频率。

27、在其中一个实施例中，根据带宽设置对耦合部分序列和非耦合部分序列进行ofdm调制，生成时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形，包括：

28、设置调制子载波间隔和起始频率；调制子载波间隔为：

29、；

30、其中，为多普勒频率测量的最大量程，为时域长度。

31、从第处开始至对耦合部分序列进行ofdm调制，并在关于对称处对耦合部分序列的共轭序列进行ofdm调制；从第处开始至对非耦合部分序列进行ofdm调制，并在关于对称处对非耦合部分序列的共轭序列，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形；其中，为采样率，为精度要求，为波形带宽限制，为起始频率。

32、在其中一个实施例中，对时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形进行处理，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并经过发射天线辐射出，包括：

33、对时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形进行数模转换、上变频调制、滤波、放大，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并经过发射天线辐射出。

34、在其中一个实施例中，通过接收天线接收时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并进行处理，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体中频接收数字波形，包括：

35、通过接收天线接收时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，对接收的时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形进行滤波、下变频、中频采样，得到受多普勒频率调制的时间-多普勒频率耦合矛盾体中频接收数字波形。

36、在其中一个实施例中，耦合信息为耦合部分序列的峰值位置，非耦合信息为非耦合部分序列的峰值位置。

37、根据耦合信息和非耦合信息的差异性，确定时间-多普勒频率耦合矛盾体波形受到的多普勒调制频率值，包括：

38、根据耦合部分序列的峰值位置、非耦合部分序列的峰值位置以及精度要求，计算时间-多普勒频率耦合矛盾体波形受到的多普勒调制频率值为：

39、；

40、其中，为多普勒调制频率值，为耦合部分序列的峰值位置，为非耦合部分序列的峰值位置，为精度要求。

41、一种雷达单脉冲多普勒频率测量装置，该装置包括：

42、参数确定模块，用于根据多普勒频率测量的最大量程、精度要求、采样率以及波形带宽限制，确定波形的时域长度、耦合部分序列长度、非耦合部分序列长度。

43、发射模块，用于根据耦合部分序列长度，调制生成耦合部分序列和耦合部分匹配副本；根据非耦合部分序列长度，调制生成非耦合部分序列和非耦合部分匹配副本；根据带宽设置对耦合部分序列和非耦合部分序列进行ofdm调制，生成时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形；对时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形进行处理，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并经过发射天线辐射出。

44、接收模块，用于通过接收天线接收时间-多普勒频率耦合矛盾体射频模拟波形，并进行处理，得到时间-多普勒频率耦合矛盾体中频接收数字波形；分别利用耦合部分匹配副本和非耦合部分匹配副本与时间-多普勒频率耦合矛盾体中频接收数字波形进行匹配滤波、相关处理，得到时间-多普勒频率的耦合信息和非耦合信息。

45、多普勒频率测量模块，用于根据耦合信息和非耦合信息的差异性，确定时间-多普勒频率耦合矛盾体波形受到的多普勒调制频率值。

46、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

47、上述雷达单脉冲多普勒频率测量方法、装置和计算机设备，所述方法根据多普勒频率测量的最大量程、精度要求、接收采样率确定波形时域长度、耦合部分序列长度和非耦和部分序列长度等参数；根据参数通过基于ofdm调制方式的时频调制技术调制得到时间-多普勒频率耦合矛盾体中频数字波形，并对该中频数字波形进行处理后通过发射天线辐射出；接收天线接收到波形后提取波形中耦合部分的时间-多普勒频率耦合信息和非耦合部分非耦合信息，利用耦合信息和非耦合信息的差异性测算波形受到的多普勒调制频率。本方法可实现雷达单脉冲测距测速同时完成，同时该方法可完成高速移动通信中多普勒频率高精度测量，实现高精度频域均衡。